运输顺槽探放水单孔设计及安全技术措施.doc

山西古县老母坡煤业有限公司2103工作面运输顺槽探放水单孔设计及安全技术措施地测部水文组2012年7月20日2013工作面运输顺槽探放水单孔设计及安全技术措施会审意见职 务会审意见地 测 部 调 度 室 通 风 部 安 检 部 副总工程师总工程师安全矿长 矿 长2103工作面运输顺槽探放水单孔设计及安全技术措施我矿2103工作面运输顺槽设计长度750m，现已掘进630m，距矿井保安煤柱停采线剩余120m。为了消除巷道掘进过程中水灾事故隐患，确保掘进施工安全，特制定本探放水单孔设计如下： 一、工作面水文地质概况 1、2号煤层位于山西组中下部，煤层厚度0.351.35m，平均1.01m，不含夹矸，结构简单，为较稳定大部可采。顶板为泥岩、细砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。煤层变化特征：地表露头部分变薄，由露头向内延深部分厚度增大。 2、顶板含水层对矿井开采的充水影响主要含水层为K8、K9砂岩含水层，为2号煤层直接充水含水层。为层间裂隙水，以中粒砂岩为主，砂岩裂隙发育，据钻孔钻进中简易水文观测，消耗量与上下岩层的消耗量没有明显的变化，据井筒开凿时，穿过该含水层，只有小量裂隙水渗漏。总之，此含水层属富水性较弱的含水层。3、该工作面沿2号煤层掘进，北侧为登富康煤业有限公司，根据水文地质调查报告，临近我矿采空区有积水。该工作面距边界620m处有3号煤层缺失带，参照我矿北运输、回风上山和2101工作面临近该区域时2号煤层时煤层变薄为0.7m。 二、探放水钻孔超前距、帮距、探水线的确定1、探水钻孔超前距30m。 2、探水钻孔帮距20m。 3、探水线120m。 三、单孔设计依据及参数 1、水源性质:预计水源主要为顶底板裂隙水、断层水、采空区积水等。2、预计水压小于0.1MPa，钻孔预先固结套管，套管口安装闸阀。开钻钻到孔深10m时下放安全止水套管10米； 3、探水设备：钻机型号：ZLJ-400型钻机1台，42mm钻杆130m，泥浆泵1台，合金钻头2个及钻具1套。 4、钻具配备：孔口管要设置直径为75mm，长度为10m的套管，套管上有放水阀门，带有止动光环的套管用混凝土固定在岩（煤）中，钻杆通过套管工作，达到控制水的目的。 5 、钻孔设计参数： 孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注10+3130顺巷 孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注29+1132右偏9孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注3351+5132左偏9孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注35+2131右偏5孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注5355+4131左偏5 四、长探与短探相结合 由于该工作面现出现煤层变薄和小断层，钻孔有可能进入煤层顶底板，为进一步查明煤层情况和水患情况，现决定采用长探与短探相结合的探放水方法。要求短探时，钻机沿煤层钻探30m，留10m的安全距离，允许掘进20米，每次钻探布设3个钻孔。长探探水循环进度130m，超前距为30m，允许掘进距离100m。第一次长探探水后掘进30米，第二次短探后，掘进20米.第五次短探掘进20米，第六次短探后掘进10米。至矿井保安煤柱停采线，转向90度开切眼。【另行下发探水单孔设计】短探单孔设计参数孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注10+330顺巷孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注215+231右偏15孔号方位（）倾角（）孔深（m）备注3345+431左偏15 五、探放水工艺流程1、探水与掘进循环作业，探水作业超前于掘进作业，即探放水钻孔验收安全确认签字移交综掘机掘进-停止掘进-开始探放水，依此交替作业。2、每次钻探完毕后由安检、地测联合进行现场验收，并及时进行分析，确认无水害危险时，下发允许掘进通知单后方可掘进，掘探交替进行至巷道设计位置为止。 六、放水施工中的技术要求 1、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿井排水能力及水仓容量，决定是注浆堵水还是放水。控制放水孔的流量或调整排水能力等。 2、制定专职瓦斯检查员加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。 3、必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。 七、探放水钻孔施工安全技术措施 组织有关人员学习了解探水钻的及使用操作说明；学习本工作面探放水单孔设计安全技术措施的规定。 （一）、钻机运输及安装措施1、 运输、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。2、 钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。3、 加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板，钻场在稳钻前，应清净浮煤。禁止有空帮、空顶现象。钻机要稳牢、稳平，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要大好四根立柱，并用铁丝联在一起。将钻机稳定牢固后，方准开钻。 4、清理巷道挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水相适应的排水设备。 5、在打钻地点或附近安设专用电话。6、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度以及钻孔数目，钻孔必须严格按设计的方位、角度、深度施工，严禁私自变更钻孔参数。 7、安装探水钻必须垫平放稳探水钻机，打牢顶柱。开车前要检查钻机是否平稳牢固，各部紧固件有无松动情况。 8、钻孔施工前，通风科要安排专人对打钻地点的瓦斯等有害气体进行检查。施工队打钻时迎头要悬挂便携式瓦斯报警仪，并与县挂的瓦斯传感器相对照，保证其准确、灵敏可靠，瓦斯超限时，要求打钻人员停止，切断电源，并报矿调度室，听从指挥并积极进行处理 9、打钻过程中，要严格执行现场交接班制度，现场交清孔内情况和钻机运转情况。 （二）钻孔施工安全技术措施 1、每班开钻前，钻机要先试正、反转。钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人 2、开钻前，检查有害气体含量，当瓦斯浓度达到或超过1时，不得开钻，采取措施进行处理。 3、任何时候工作人员不准在钻杆后方站立和走动，防止钻杆后滑伤人。 4、压力要合理、均匀，不进尺时不得强行加压，防止钻孔倾角和方位的改变。合理加压，不进尺立即提钻换钻头，减少孔斜。 5、钻杆丝扣下钻时要逐条缠线，并用钳子上紧，严防脱扣事故。 6、松紧顶丝和停送电人员严密配合，口号响亮一致。 7、钻进中一旦发现“变软”、“见空”、“见水”和变层等要立即停钻丈量残尺计算孔深。见空前10米时丈量全长，校正孔深，调整误差。 8、若发观孔内涌水，应视涌水情况，测定水压和涌水量。 9、及时准备地全面记录各种数据，包括加尺、残尺、孔深、涌漏水等情况。 10、钻杆应不堵塞、不弯曲，丝口未磨损，不合格的不准使用。 11、接钻杆时，要对准丝口，避免歪斜和漏水。 12、卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片，夹扁钻头和岩芯管。 13、装卸钻杆时，必须一根接一根，依次安装与拆卸，并有序进行。 （三）遇地质构造及异常情况施工措施 1、打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员，一并撤出，并迅速向调度室汇报。 2、短探时，掘进队安排人员协助探水队人员进行搬家，并保证工作面排水系统完好畅通。 3、地测部技术人员在遇构造短探时，除现场标定相关参数外，还应进行跟班，发现问题及时处理。 4、见水后立即汇报矿方有关工程技术人员，在矿方人员的现场监督下，确认排水能力在通风良好的情况下，方可提钻，并立即关闭高压闸阀，并安装压力表测定水压，便于计算积水面积和积水量。5、见空后无积水涌出时，加强通风并用粘土堵塞钻杆外和闸阀内的环状间隙，严防瓦斯由钻孔突出，由瓦斯检查员现场测定，瓦斯含量在保证安全的情况下方可提钻，而且提钻后立即关闭高压闸阀。 6、检查排水系统。即准备好水沟，水仓及排水管路；检查排水泵（两台）及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。7、断层已为巷道揭露或穿过，暂时没有出水表征，但由于隔水层厚度和已接近矿井边界，在采动影响下，有可能引起突水，需要探明其深部是否已和强含水层连通，或有底板水的导升高度。 8、水压大于23MPa的陷落柱原则上不沿煤层布孔，而应布在底板岩层中，因为沿煤层埋设的孔口安全止水套管，很可能被高压水突破。出水后，监测并记录孔内水压、水量和水质的变化，发现异常应加密或加深钻孔，争取直接探到陷落柱。钻孔探测后，必须注浆封孔，并做好封孔记录，注浆结束压力应大于区域静水压压力的1.5倍。探到陷落柱无水或水量很小，要用泵进行略大于区域静水压力的压力试验，检验其导水性。同时要向其深部布孔，了解其深部的含（导）水性和底板强含水层水的导升高度。 9、检查安全退路。即避灾路线内不许有设备、木料、杂物等阻塞，要时刻保证畅通无阻。 （四）、孔口装置施工措施1、探水钻孔必须安设孔口安全装置，即孔口管、孔口水门和钻杆逆止阀。2、按照设计方位、倾角、孔位置开孔，孔径应比孔口管直径大12级，钻至预定设计深度后，将孔内冲洗干净。3、将孔口管插入孔内后，在孔口部分用掺水玻璃水的水泥浆将孔口管固定封死。在孔口管上方另留12个小管（或水针），而后从孔口管内向四周压入水泥浆，待从小管跑出浓水泥浆时即将小管封死。继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭孔门管闸阀。待水泥浆凝固。4、水泥浆固结后扫孔，其深度超过孔口管长度0.51m后，向孔内压水。试验压力大于孔口管末端承压静水压力的1.2倍或水压值超过预计放水时的水压，稳压时间至少保持半小时，孔口管周围没有露水现象，说明合乎要求，否则需重新注浆加固。 （五）、封孔措施1、钻孔完成后，根据要求进行封孔，钻孔封闭前，应先进行洗孔（清水除外）。2、封孔水泥要采用425#，过期、受潮结块的不准使用，封闭终了要及时用清水洗泵，以保护泵体。水泥浆灌注完毕应在封闭孔段提取浆样，如封闭数量和深度不符合设计要求时应进行补封。 八、排水路线在掘进巷道下帮设置排水实施，在掘进顺槽工作面低洼处开掘临时小水仓，从小水仓内用FWB7030型气动泵和2寸管路排至临时水仓；最后经大巷4寸无缝管路排入主副水仓。 附：钻探示意图长探打钻位置示意图短探打钻位置示意图13